基于循环对称结构制动盘的三维瞬态温度场仿真

针对制动盘这一类具有循环对称特征的结构,建立了三维瞬态温度场泛函形式的数学模型,从而使计算模型和计算规模大大简化;采用ANSYS有限元程序对制动盘流场进行计算,得到了制动盘表面任意时刻的对流换热系数,进而获得其温度场分布;并且计算结果与实物试验结果比较吻合。     

高速列车制动盘制动过程数值模拟

采用高度非线性有限元软件MSC.Marc建立热机耦合的3D模型,模拟了200 km/h高速列车制动盘制动过程中温度和应力变化情况,分析了制动过程中温度和应力的变化规律.数值模拟结果与1:1制动台架试验结果相吻合.可为新型高速列车制动盘的研制提供参考.     

列车制动盘温度场的数值模拟

以列车制动盘为研究对象,建立其三维有限元模型,考虑不同制动初速度下,分析了制动盘温度场的分布。     

不同仿生散热筋的高速动车组制动盘温度场分析

为了提高高速动车组制动盘的散热性能及服役寿命,借鉴自然界中生物高效散热的特点,类比自然界中三种与生俱有的高效物质交换的生物特点,建立了三种可以提升散热效果、预防疲劳热损伤的带有仿生散热筋的高速动车组制动盘模型。依据摩擦功率法提出热流配比系数法,采用有限有软件ABAQUS分析了高速动车组从时速300 km/h紧急制动下三种带有仿生散热筋制动盘的温度的大小及变化规律,并与常规圆柱散热筋制动盘的结果进行了对比。结果表明,散热效果的优良次序依次是:螺旋型散热筋、板型散热筋、根型散热筋、圆柱散热筋。表面积增加导致的对流换热加剧是散热降温增强的的主要原因。上述分析为今后仿生散热筋在高速动车组制动盘高效率散热中的应用提供了参考依据。     

基于长大坡道持续制动的新型制动盘研究

随着我国中西部地区高速铁路的建设,由于长大坡道线路带来的问题日益凸显。在长大坡道行驶时如果电制动出现故障,将采用纯空气制动,长大坡道造成的持续制动会导致制动盘的热负荷急剧上升。由于散热的时效较慢从而导致制动盘温度过高,同时产生较大的温度梯度,从而导致制动盘热疲劳裂纹产生。为了解决长大坡道工况下制动盘的换热效率提升和降温问题,基于兰新线的长大坡道工况,通过设计新型的铝嵌钢结构制动盘,采用有限元分析软件对铝嵌钢结构制动盘和全钢制动盘进行仿真计算,得到温度场和热应力分布。结果表明,在长大坡道采用纯空气制动时,铝嵌钢制动盘可以在实现轻量化的同时明显降低制动盘面的温度和温度梯度,缓解长大坡道制动带来的制动盘热疲劳问题。     

两种不同材料的列车制动盘温度场分析

以列车制动盘为研究对象,建立其三维有限元模型,考虑不同的材料,分析了材料对制动盘温度场的影响。     

强迫空气加相变散热研究

以某机栽电子设备系统发射机的技术、环境条件为依据,提出了强迫空气加相变散热方案,并选用石蜡作相变材料。通过热设计、分析、建模、试验研究对该方案进行了定性的分析、论证,证明了其在机载和导弹电子设备的热设计中具有一定的价值和应用前景。     

高速列车制动盘瞬态温度和热应力分布仿真分析

制动盘的热疲劳损伤是当前列车安全制动的主要威胁。制动过程中的瞬态温度和热应力分布是热疲劳损伤研究的基础。通过建立制动盘无内热源的三维温度场分布的数学计算模型,采用热弹塑性有限元法,利用摩擦功率法计算温度场载荷,仿真不同制动工况下制动盘摩擦热负荷产生的温度场以及热应力分布。主要计算一次常用制动、一次紧急制动、三次紧急制动和一次坡道制动这4种制动工况。通过仿真分析发现,不同工况下制动盘面的温度变化有着相似的规律。制动开始阶段,随着强热流的不断输入,盘面在很短时间内迅速升温,很快达到峰值点。随后,盘体逐渐通过辐射和对流的方式散热,温度缓慢下降。相对紧急制动和常用制动的升温过程,坡道制动的升温显得缓慢一些。研究不同工况下制动盘温度和热应力的变化和分布规律,为高速列车复合材料制动盘的热疲劳性能评价提供依据。     

铁路列车制动盘常用材料的热疲劳性能研究

采用自行设计的热疲劳试验装置．试验研究了铁路列车制动盘常用的几种材料的热疲劳性能,并初步分析了影响热疲劳性能的各因素,为制动盘选材提供了依据。     

高速列车钢质制动盘锻造技术研究与发展

进入21世纪以来,随着列车速度的提高,列车动能的不断增加,为保证列车安全运行,高速列车需要有强大的制动力及黏着的复合制动系统,来保证良好的制动性能。纵观国内外高速列车技术,盘形制动装置是其基础制动方式的最佳选择。盘形制动装置依靠制动盘与闸片之间的摩擦获得制动力。国内外制动盘的种类繁多,曾应用过普通铸钢、普通铸铁及低合金铸铁等制动盘,由于列车速度的不断提高和轻量化要求,又相继研发了合金铸钢、钢质锻造、蠕墨铸铁和碳／碳纤维复合材料等制动盘。     

高速列车锻钢制动盘热疲劳裂纹耦合扩展特性研究

据制动盘裂纹剖面的宏观形貌,发现盘面长裂纹的形成以多条半椭圆表面裂纹连通为主。针对制动盘在运行过程中的典型运用工况,采用有限元法计算制动盘在300 km/h紧急制动后的热应力,发现周向残余应力较大,并以此推测周向残余应力是驱动制动盘热疲劳裂纹扩展的主要原因。在此基础上,建立制动盘盘面的裂纹网格,研究了裂纹扩展过程中的应力强度因子和多裂纹耦合扩展规律。通过研究发现对于给定的载荷条件,不同初始形状比时,裂纹前缘应力强度因子的分布规律存在一定的规律性,随着裂纹的扩展,裂纹形状趋于扁平化;多裂纹扩展时,裂纹间距越小,裂纹间的相互作用越明显,扩展速度越快;但受制动盘结构和尺寸限制,共线裂纹数越多,每条裂纹扩展到临界值时的应力强度因子越小。     

高温相变式固态储热装置控制系统研究

高温相变式固态储热装置的应用既解决了清洁能源消纳的问题,又对电网调峰有很大帮助。鉴于此,设计了一款高温相变式固态储热装置,明确了加热阶段、蓄热阶段、放热阶段的工作过程,阐述了蓄热原理,设计了模糊自适应PID温度控制器,通过模糊控制对PID调节器的kp、ki、kd参数进行整定,不断修正调节过程,增强系统鲁棒性,使温度控制系统更加智能化。     

基于微元法的高速制动盘瞬态温度场仿真分析

高速列车制动时,制动盘摩擦表面的温度场直接影响制动盘表面磨损、相变、热裂纹及其使用寿命。以某型高速列车基础制动装置现役锻钢制动盘为研究对象,建立热载荷模型:考虑制动闸片几何形状和分布对热流密度的影响,建立了基于微元法的摩擦面热流密度计算模型;由于热辐射计算的非线性求解特性,将热辐射系数折算成等效对流换热系数,建立了对流换热模型与辐射换热模型相结合的综合换热模型。考虑到制动盘面和散热筋几何截面的突变性,建立了由盘面和散热筋六面体网格与接触部位过渡网格构成的制动盘热分析有限元模型。对高速列车在200km/h速度下紧急制动时制动盘瞬态温度场进行仿真分析。得到制动盘温度分布规律和温度变化曲线,为制动盘选材及结构优化提供相应理论参考。     

我国高速列车铸钢制动盘自主生产取得突破

<正>日前,由国机集团所属中国机械设备工程股份有限公司(CMEC)完全自主研发生产的高纯净高性能合金铸钢制动盘,装载在国内首个自主化动车组制动系统上,正在城际动车组上接受严格的考核和试验。该产品打破了国外厂商对动车组制动系统关键技术和部件的垄断,填补了国内空白。产品台架试验和前期实际运行试验表明,CMEC高纯净高性能高速列     

高速列车刹车片偏摩现象的研究

研究了高速列车刹车片的热结构耦合有限元求解方法,确定其边界条件,利用ABAQUS软件对刹车片进行有限元数值模拟,并做了较为详细的分析研究,在此基础上分析了盘式制动器刹车片的偏摩现象.     

列车制动盘试验测试与数值模拟的温度偏差分析

为准确获取制动过程中制动盘的温度来评价制动盘的寿命,针对动车组闸片与制动盘构成的摩擦副,采用1∶1列车制动试验台,分别采用红外热像仪和热电偶测试制动初速度为80～250 km/h条件下制动盘的温度;同时运用有限元软件ADINA,模拟制动过程中制动盘温度场的变化情况。结果表明:数值模拟结果与试验测试结果存在一定的偏差,其中红外热像仪所测盘面温度与模拟所得温度最为接近,两者的接近程度与制动过程有关,在制动中后期,2种方法所得盘面温度偏差变小;热电偶测得的盘面平均温度小于模拟计算温度,其偏差程度随制动压力和制动初速度的增大而增大;造成测试结果与数值模拟温度不一致的主要原因在于实际制动过程中存在摩擦副之间的压力分布不均匀问题。     

基于流固耦合传热的制动盘瞬态温度场研究

针对通风盘式制动器在制动时空气与制动盘之间的流动与传热耦合问题,建立了空气与制动盘三维流固耦合模型,参照《乘用车制动器性能要求及台架试验方法》设置速度、热流密度等边界条件,利用CFD软件的流固耦合计算功能对建立的耦合模型进行瞬态传热数值计算,得到了耦合系统的温度场。数值计算所得制动盘温度值与制动器惯量实验台测得温度值之间的误差在合理范围内,证明流固耦合数值计算法可以较准确地分析通风盘式制动器制动过程中的温度场,为评价通风式制动盘的风冷性能提供依据。同时提出通风式制动盘通风肋板优化方案,经计算,优化后的制动盘在循环制动工况下最高温度降低了16℃。     

考虑接触热阻的高速列车制动盘热机耦合行为分析

接触界面间存在的接触热阻对制动盘内部热流传递过程有重要影响,进而影响制动盘热机耦合仿真分析的准确性。通过建立考虑接触热阻的有限元模型,结合制动台架试验,系统分析某高速列车轮装制动盘在紧急制动过程中的温度分布、盘面变形、螺栓载荷以及螺栓孔边应力等热机耦合行为。结果表明,选定的接触热阻模型得到的仿真结果与台架试验结果在较大的速度范围内吻合较好。制动系统内的温度梯度导致制动盘体产生较大的热应力并发生离面变形,是导致螺栓载荷增大的主要原因。制动盘面螺栓孔边沿制动盘半径方向的0°和180°位置附近的周向应力变化量较大,且处在较高的平均应力水平,是最容易产生制动热疲劳裂纹的两个方向。     

列车制动盘表面温度分布演变的研究

高速列车制动条件下制动盘的温度不均匀分布是影响盘热疲劳损伤的一个重要因素.本文针对铜基粉末冶金闸片与锻钢制动盘构成的摩擦副,利用1:1制动动力试验台,进行了最高速度达350km/h的制动试验,结合红外热像与有限元分析技术,研究了制动速度和制动压力对盘面温度分布形态的影响.制动实验结果显示,在制动过程中盘面高温区优先在摩...     

一种基于热管的制动盘散热优化的数值仿真研究

提出了改善制动盘散热的优化结构,包括优化散热筋以及在制动盘内布置热管,并且对原型和改进型制动盘散热进行了数值仿真计算,包括稳态工况下原型制动盘和两种改进型制动盘的温度分布,以及320km/h初始速度制动工况下制动盘最高温度随时间的变化.仿真计算结果表明通过改进制动盘散热筋的形状及布置、增加热管等措施,可以有效地降低制动...